（来源：MIT News）
想象一下，在缺水的沙漠或偏远山区，轻轻一按，水就从空气中“跳”出来！这不是魔法，而是MIT的最新黑科技。在全球水资源紧缺的时代，从空气中取水已从科幻走向现实。即便在最干燥的地区，空气里也藏着可利用的水分。但如何快速、低成本地获取它，曾让科学家们头疼不已。
现有技术主要分两类：主动制冷技术，靠冷却空气促凝结；吸附–解吸技术，用吸湿材料抓水再加热释放。但前者难小型化，后者能耗极高，都局限了应用。
现在，MIT团队带来了革命性方案：不用晒、不用等，用超声波直接把水“震”出来！这项研究已发表于《自然·通讯》。
通讯作者Svetlana Boriskina是MIT首席研究科学家，她专注于跨学科创新，融合纳米光子学、热力学等领域，曾开发智能织物、超材料和太阳能平台。她回忆道，团队一直研发高效吸湿材料，却卡在同一个瓶颈：材料吸水容易，放水难！
转机来自研究生Ikra Iftekhar Shuvo，他研究过超声波医疗设备。两人碰撞火花，顿悟：超声波可能是快速释水的钥匙。
超声波振动频率极高，人耳无法听见。这些微小震动却能扰动水分子，让它们从材料吸附位点“跳舞”般脱离。Shuvo描述：“前一秒材料还干巴巴，下一秒水滴就凝结滑落，宛如一场微型降雨。”
团队核心设计是一个通电振动的扁平陶瓷环，结合压电陶瓷（PZT）和带孔不锈钢网膜。当高频电压加载，PZT环微微伸缩，放大为网膜的上下振动——频率达10万赫兹，无声却高效。巧妙的是，PZT工作时的铁电“内损耗”还会轻微加热，让同一薄膜兼具振动和加热功能。
水从何来？团队定制了专用水凝胶：以聚丙烯酰胺为骨架，掺入高浓度氯化锂。锂离子和氯离子像“湿气磁铁”，在15%到80%以上湿度下，持续从空气中抓水。
凝胶“筋骨”决定性能。团队制备了三种版本：从柔软HG-A到刚性HG-C，仅交联剂含量不同。结果惊人：越软的凝胶，超声通过时衰减越低，水越易被“震”出，能耗也更低；越硬的凝胶则反之，结构紧致，阻水释放。
图 | 超声波水分提取概念及高效提取器原型（来源：Nature Communications）
测试中，材料在湿度舱饱和后置入超声装置，结果震撼：原本需数十分钟甚至数小时的过程，现在仅需几分钟！
团队估算，超声提取效率比单纯太阳加热高出约45倍——这不是简单改进，而是性能的飞跃。
基于10小时循环实验，在75%相对湿度下，1平方米系统日产水约3.25升，单位能耗0.576 MJ/kg。由于无需阳光，装置可垂直叠层部署。五层结构就能将产水量提升五倍至16.25升/天。若用更快吸水的材料，产量还能再突破。
经济分析显示，该系统理论制水成本约0.19美元/升，低于多国瓶装水价格。水凝胶成本低，寿命对水价影响小，装置耐用性才是关键。
团队设想，装置可由小型太阳能电池供电，并兼作传感器，检测吸附剂饱和度。还能编程自动化，在材料吸满水后自动启动，实现单日多次循环吸放水。
这项技术潜力无限：从沙漠求生到灾区救援，从农业灌溉到日常节水，超声波取水正开启水资源获取的新纪元。你想看到它最先应用于何处？评论区分享你的灵感，一起推动科技向善！
原文链接：
1.Shuvo, I. I., D., C., Christen, M., Lherbette, M., Liem, C., & Boriskina, S. V. (2025). High-efficiency atmospheric water harvesting enabled by ultrasonic extraction. Nature Communications, 16(1), 9947. DOI: 10.1038/s41467-025-65586-2
2.https://news.mit.edu/2025/ultrasonic-device-dramatically-speeds-harvesting-water-air-1118
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